3. Výroba stlačeného vzduchu - kompresory ↔ Kompresory jsou stroje ke stlačování (#1……………………) vzduchu, neboli zvýšení jeho tlaku ↔ Mění mechanickou energii motoru (otáčivého pohybu) na tlakovou energii vzduchu ↔
Jsou poháněny #2………………………………… nebo #3…………………………… motory (které mění elektrickou
nebo tepelnou energii na mechanickou energii – otáčivý pohyb) Rozdělení kompresorů podle principu činnosti: a) #4………………… ↔ vzduch se stlačuje přímočarým pohybem pístu b) #5…………………
↔ lamelové, šroubové, Rootsovy – vzduch se stlačuje otáčivým pohybem rotoru
c) #6……………………… Příbuzná zařízení:
↔ vzduch se otáčivým pohybem rotoru zároveň zrychluje (pro letecké motory) větrák - dopravuje vzduch malým přetlakem (jen málo jej stlačuje) – pro klimatizace, vytápění, chlazení, odsávání
a) #7…………………………
↔
b) ventilační turbína
↔ ventilátor poháněný větrem (na střechách budov - #8…………………)
c) #9………………………
↔
d) #10…………………………………… ↔ e) #11………………
↔
slouží pro dodávku vzduchu pro spalování v tepelných zařízeních – topeniště kotlů, pece, výhně, také dříve u spalovacích motorů dmýchadlo poháněné turbínou, která je poháněná výfukovými plyny používá se pro přeplňování spalovacích motorů vzduchem v autech slouží ke tvorbě podtlaku - vysává plyny z uzavřeného prostoru (používá se naopak zapojený kompresor nebo ejektor)
3.1. Pístové kompresory ↔ Vzduch se stlačuje zmenšením jeho #12……………… pístem ve válci ↔
Pro přeměnu otáčivého pohybu motoru na přímočarý pohyb pístu se využívá #13………………… mechanismus
3.1.1. Jednostupňový jednočinný pístový kompresor Značka kompresoru
Části pístového kompresoru
Pracovní oběh pístového kompresoru
Části pístového kompresoru: M #14…………… ↔ elektromotor nebo spalovací S #15………………
↔ spojuje hřídele a přenáší mezi nimi otáčivý pohyb
1 #16…………
↔ koná přímočarý vratný pohyb ve válci
2 #17……………
↔ vede píst
3 #18………………… hřídel
↔ točí se - je poháněna motorem, přenáší pohyb na ojnici zapis_pneumatika_kompresory - Strana 1 z 6
4 #19………………
↔ přenáší pohyb z klikovky na píst
pouští vzduch do válce, ale nepouští ven (otvírá se dovnitř válce), vzduch se 5 #20………… zpětný ventil ↔ nasává do kompresoru přes - odděluje se prach a nečistoty #21…………… 6 #22…………………… zpětný ventil
↔
vypouští vzduch z válce, ale nepouští dovnitř (otvírá se ven z válce) - také se říká výfukový
7 #23………………… ↔ urychlují vracení ventilů a udržují je dovřené Pracovní oběh pístového kompresoru (viz diagram tlak-objem): píst jde od hlavy, #25……………………… se otevře sací ventil, nad píst se 1-2 #24………… ↔ nasává vzduch (zvětšuje se objem, tlak se nemění) 2-3 #26…………………………
- píst jde k hlavě – ventily jsou zavřené, nad pístem se ↔ #27…………………… zmenšuje objem a zvětšuje se tlak vzduchu #29………………………
3-4 #28………………
se otevře výtlačný (výfukový) ventil a vzduch se
↔ vytlačuje z kompresoru, nad pístem zůstává (v mrtvém prostoru) zbytek vzduchu, který se nevytlačí #31…………………
- píst jde od hlavy – ventily jsou zavřené, nad pístem se
4-1 #30…………………………… ↔ zvětšuje objem zbytku vzduchu a snižuje jeho tlak (vytváří se podtlak), podtlakem se otevře sací ventil a začíná sání 1-2 Vlastnosti: ↔ jednostupňový ↔ stlačení probíhá najednou v #32……………… válci ↔ jednočinný
↔ vzduch se stlačuje jen na #33…………… ……………… pístu ↔ nasávaný objem vzduchu za čas (za atmosférického tlaku) - také kapacita
↔ objemový výkon
↔ Q = S * H * q * n [l/min, m3/s, m3/h] ↔
S je #34……………… pístu, H je #35…………… pístu, q je #36…………… válců, n jsou #37………………
↔ tlak
kompresoru, Q bývá do 100 m3/h
↔ dosažitelný tlak na výstupu - do #38… bar
↔ #39…………………… ↔ výstup vzduchu není plynulý (na výtlaku jsou tlakové rázy) - kompresor je hlučný ↔
znečištění vzduchu
↔ vzduch je znečištěný #40……………… z mazání stlačováním se vzduch #41………………… (existuje nebezpečí vznícení mazacího
↔ chlazení
↔ oleje) - kompresor se musí #42………………… - vzduchem (žebrováním a větrákem) nebo účinněji vodou
↔ #43…………………… ↔
Skutečné dodávané množství (objemový výkon) je nižší o objemové (netěsnosti) a tepelné ztráty
Cvičení 3: Vypočítejte objemový výkon modelu kompresoru Fischertechnik. Potřebné rozměry změřte. Otáčky elektromotoru jsou 1000 ot./min (počítejte s převodem). ↔ i=n1/n2=D2/D1 => n2=n1*D1/D2 = ↔ S= π*D2/4
=
↔ Q = S * H * q * n2
=
zapis_pneumatika_kompresory - Strana 2 z 6
3.1.2. Jednostupňový dvojčinný pístový kompresor vzduch se stlačuje střídavě na #44………… stranách pístu (vyžaduje kvůli
↔ dvojčinný
↔
↔ objemový výkon
↔
↔ hlučnost
↔ má #47………………………… výstup vzduchu
utěsnění pístní tyče úplný klikový mechanismus) dodává #45…………… objemový výkon - vytlačuje vzduch při #46……………… zdvihu pístu (má dvojnásobný počet ventilů)
Jednostupňový dvojčinný pístový kompresor
Dvoustupňový pístový kompresor
Membránový kompresor
1 #48…… ………………
2 #49…… ………………
3 #50…………………
3.1.3. Dvoustupňový pístový kompresor Vlastnosti: ↔ dvoustupňový
↔ stlačování na konečný tlak probíhá #51…………………… ve #52… válcích (stupních) ↔ 2. válec má #53…………… objem – vzduch má po prvním stlačení menší objem
↔ tlak
↔ až #54…… bar
↔ chlazení
↔
výstupní teplota vzduchu je přes 100°C, mezi prvním a druhým stupněm je chladič vzduchu – teplo může být využito k vytápění
Cvičení 4: Jaký je výstupní tlak vzduchu v barech u dvoustupňového kompresoru, jestliže se v každém stupni vzduch stlačí na 1/3 objemu?. Využijte vztah p*V=konst. ↔ výstupní tlak 1. stupně p2= = ↔ výstupní tlak 2. stupně p3=
=
3.1.4. Membránový kompresor ↔
Nasává a stlačuje vzduch prohýbáním membrány (místo pístu) - je vhodný jen pro #55………… množství plynu
↔ stlačený vzduch neobsahuje #56………… - využití např. v potravinářském průmyslu, zdravotnictví
3.1.5. Regulace kompresorů ↔ Regulace ↔
= #57……………………… požadovaného tlaku stlačeného vzduchu (v zásobníku) při nerovnoměrné spotřebě vzduchu
zapis_pneumatika_kompresory - Strana 3 z 6
Sestava kompresoru
Diagram dvoupolohové regulace
Tlakový spínač
A - tlak vzduchu B#58……………………… …………………
Sestava kompresoru: 1a - kompresor, 1b - chladič, 2a - motor, 2b - převod + větrák, 3 - tlakový spínač, 4 zpětný ventil, 5 - vzdušník, 6 - manometr, 7 - odlučovač kondenzátu, 8 - pojistný ventil, 9 - uzavírací ventil a) Regulace změnou #59……………… kompresoru: ↔ otáčky motoru se plynule řídí (frekvenčním měničem) podle aktuálního tlaku b) Dvoupolohová regulace (zapnutí - vypnutí): při dosažení #60…………………………… tlaku (vypínacího) v zásobníku se tlakovým spínačem #61…………… ↔ pohon kompresoru ↔
při poklesu tlaku pod #62……………………… tlak (zapínací tlak = provozní tlak minus 0,2 až 0,4 bar) se pohon kompresoru tlakovým spínačem #63……………
c) Regulace během naprázdno: kompresor běží #64…………………………… - při překročení max. tlaku se nechá sací zpětný ventil otevřený i ↔ při #65…………………… ↔ při poklesu tlaku pod min. tlak se sací ventil zase uvede do činnosti ↔ používá se u velkých kompresorů, které mají velké setrvačné hmoty existuje více způsobů praktického provedení - např. se může nechat sací ventil pořád zavřený zpožděná dvoupolohová regulace - po určité době běhu naprázdno se kompresor může nechat zastavit
3.2. Rotační kompresory ↔ Vzduch se stlačuje #66…………………… pohybem rotoru ↔ Mají #67………………………… výstup vzduchu, vyšší otáčky, nemají #68………………… Přetlaky i přes 10 bar (pro tlak nad 7 bar jsou dvoustupňové s mezichladičem) Lamelový kompresor
Šroubový kompresor
A - sání, B - komprese, C - výtlak
Kompresor Roots
1 - stator, 2 - rotor
zapis_pneumatika_kompresory - Strana 4 z 6
3.2.1. Lamelový (křídlový, komorový) kompresor Části: ↔ točí se, je uložen #70……………………… (excentricky)
1 #69…………… 2
výsuvné
↔
#71………………
také lopatky, křídla - vysouvají se z drážek rotoru #72…………………………… silou při otáčení a jsou přitlačovány ke stěně skříně, uzavírají vzduch do komor při sání (A) se komory mezi lamelami #74……………………, na výtlačné straně (B+C)
3 #73………………
↔
4 #76…………… Vlastnosti:
↔ obsahuje sací a výtlačné hrdlo
se komory #75……………………
↔ vzduch se musí #77…………… vstřikováním oleje - před výstupem vzduchu se olej odstraňuje filtrem ↔ funkce oleje - #78………… (kvůli tření lamel o skříň), utěsňuje, odvádí teplo - #79……………… ↔ kompresor tvoří často celek se zásobníkem stlačeného vzduchu
3.2.2. Šroubový kompresor Části: ↔ 1 #80……………… ↔
také šneky - rotory s různým počtem šroubovitých zubů (na obr. 4+6) s velkým stoupáním rotory do sebe svým profilem zubů #81…………………… a otáčí se proti sobě (otáčí se různými otáčkami)
↔ 2 #83……………
rotory mají vysoké otáčky (až desítky tisíc/min.) - používá se převodovka #82……………………
↔ obsahuje sací a výtlačný otvor ↔ vzduch se dopravuje uzavřen v závitu mezi šrouby a skříní (princip mlýnku na maso)
3 #84……………… ↔
zajišťuje otáčení rotorů v poměru podle počtu zubů (šroub s více zuby se točí ) #85……………………
Vlastnosti: ↔
slouží pro #86…………… objemové výkony (až stovky m3/hod.)
↔
mají dlouhou životnost a velkou spolehlivost, jsou #87…………… než pístové
3.2.3. Kompresor Roots ↔
2 tvarované rotory ("ozubená kola se 2 zuby"), které se po sobě #88…………………… (otáčejí se proti sobě) ve skříni, jeden rotor je #89……………, druhý #90…………… přes ozubení (mají stejné otáčky)
↔ vzduch se nasává mezi rotor a stěnu skříně ↔ dodává #91…………… tlaky (větší netěsnosti) používal se dříve i u spalovacích motorů pro #92…………………………… jako mechanické dmýchadlo (narozdíl od #93…………………………………… poháněného výfukovými plyny)
zapis_pneumatika_kompresory - Strana 5 z 6
Opakování - kompresory:
Slovník - kompresory 1 zařízení na stlačování vzduchu 2 pohon kompresoru 3 zařízení na dopravu vzduchu (např. kvůli větrání) 4
zařízení pro dodávku vzduchu pod větším tlakem (do spalovacích zařízení - např. pecí)
5 kompresor využívající klikový mechanismus je kompresor 6 pístový kompresor stlačující vzduch jen na jedné straně pístu je kompresor 7 pístový kompresor stlačující vzduch na obou stranách pístu je kompresor 8 pístový kompresor se stlačováním vzduchu jen v jednom válci je kompresor 9 pístový kompresor stlačující vzduch postupně ve 2 válcích je kompresor 10 ventil propouštějící vzduch do kompresoru jen jedním směrem 11 fáze pracovního oběhu kompresoru (vzduch jde do válce) 12 fáze pracovního oběhu kompresoru (vzduch jde z válce) 13 fáze pracovního oběhu kompresoru (zmenšení objemu vzduchu - cizím slovem) 14 rotační kompresor s výsuvnými přepážkami v rotoru je kompresor 15 rotační kompresor se šroubovitými zuby, které se točí proti sobě je kompresor Křížovka č.1 Rotační kompresor s výsuvnými přepážkami v rotoru je kompresor: S Kompresor využívající klikový mechanismus je kompresor: Pohon kompresoru: Fáze pracovního oběhu kompresoru (vzduch jde z válce): Kompresor s kompresí vzduchu jen v jednom válci je kompresor:
O O
T N
Křížovka č.2 Rotační kompresor se šroubovitými zuby, které se točí proti sobě je kompresor: Fáze pracovního oběhu kompresoru (zmenšení objemu vzduchu - cizím O slovem) Zařízení pro dodávku vzduchu do spalovacích zařízení - např. pecí: M Fáze pracovního oběhu kompresoru (vzduch jde do válce): Zařízení na stlačování vzduchu:
zapis_pneumatika_kompresory - Strana 6 z 6
O
M
